Teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico conduce al establecimiento de la teoría dual de la luz. Los electrones emitidos como resultado de la luz incidente no podrían explicarse en términos de la teoría electromagnética existente.
Max Planck postulo que la energía electromagnética es absorbida o emitida en paquetes discretos, conocidos como cuantos. La energía de dichos cuantos, o fotones, es proporcional a la frecuencia de la radiación. La ecuación de Planck se puede escribir como sigue:
E = h f donde h es la constante de proporcionalidad conocida como constante de Planck. Su valor es h = 6.63 X 10-34 J • s f = frecuencia
Einstein uso la ecuación de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico. En su razonamiento supuso que si la luz es emitida en forma de fotones de energía hf, también debe propagarse como fotones.
Cuando un cuanto de luz incide en una superficie metálica, tiene una energía igual a hf. Si toda esta energía se transfiere a un solo electrón, cabria esperar que el electrón saliera despedido el metal con una energía hf. Sin embargo, es necesario emplear por lo menos una cantidad de energía W para expulsar el electrón del metal.
El termino W se llama función de trabajo de la superficie El termino W se llama función de trabajo de la superficie. Por tanto, el electrón proyectado sale con una energia cinética máxima representada por EK = (½)mv^2(max) = hf - w Esta es la ecuación fotoeléctrica de Einstein.
A medida que la frecuencia de la luz incidente varia, la energía máxima del electrón emitido cambia. La frecuencia mas baja f0 a la que el electrón es emitido se presenta cuando
Ek = 0. En este caso, f0 = w/h y w = hc/t0 La cantidad f0 se llama frecuencia de umbral. t0 =longitud de onda de umbral t = Energía de la luz
Problema. Se necesita luz de 650 nm de longitud de onda para expulsar electrones de una superficie metálica. .Cual es la energía cinética de los electrones emitidos si la superficie es bombardeada con luz de longitud de onda de 450 nm?
Formulas
La luz y sus colores y temperatura
http://sdo.gsfc.nasa.gov/ http://www.astrored.org/ http://sdo.gsfc.nasa.gov/ http://www.astrored.org/